Esquemas e grupos de conexões de enrolamentos de transformadores

Diagramas de conexão de enrolamentos de transformadores trifásicos

Transformador trifásico existem dois enrolamentos trifásicos - tensão alta (HV) e baixa (LV), cada um dos quais inclui enrolamentos trifásicos ou fases. Assim, um transformador trifásico possui seis enrolamentos de fase independentes e 12 terminais com terminais correspondentes, sendo que os terminais iniciais das fases do enrolamento com maior tensão são indicados pelas letras A, B, C, conclusões finais - x, Y, Z , e para conclusões semelhantes, as seguintes designações são usadas nas fases do enrolamento de baixa tensão: a, b, ° C, x, y, z.

Cada um dos enrolamentos do transformador trifásico - primário e secundário - pode ser conectado de três maneiras diferentes, a saber:

• estrela;
• triângulo;
• ziguezague.

Na maioria dos casos, os enrolamentos dos transformadores trifásicos são conectados em estrela ou triângulo (Fig. 1).

A escolha do esquema de conexão depende das condições de operação do transformador.Por exemplo, em redes com tensão de 35 kV e mais, é mais lucrativo conectar os enrolamentos a uma estrela e aterrar o ponto zero, pois nesse caso a tensão nos fios da linha de transmissão será em V3 vezes menor do que linear, o que leva a reduzir o custo de isolamento.

Figo. 1

É lucrativo construir redes de iluminação para alta tensão, mas as lâmpadas incandescentes com alta tensão nominal têm baixa eficiência luminosa. É por isso que é recomendável alimentá-los com uma tensão reduzida. Nestes casos também é vantajoso ligar os enrolamentos do transformador em estrela (Y), incluindo lâmpadas com tensão de fase.

Por outro lado, do ponto de vista das condições de operação do próprio transformador, é aconselhável conectar um de seus enrolamentos em triângulo.

Estágio fator de transformação transformador trifásico é encontrado como a razão das tensões de fase sem carga:

nf = Ufvnh / Ufnnh,

e o coeficiente de transformação linear, dependendo do coeficiente de transformação de fase e do tipo de conexão dos enrolamentos de fase da tensão superior e inferior do transformador, conforme a fórmula:

nl = Ulvnh / Ulnnh.

Se as conexões dos enrolamentos de fase forem feitas de acordo com os esquemas «estrela-estrela» ou «delta-delta», ambas as taxas de transformação são iguais, ou seja, nf = nl.

Ao conectar as fases dos enrolamentos do transformador de acordo com o esquema "estrela-triângulo" - nl = nfV3 e de acordo com o esquema "delta-estrela" - nl = ne/V3

Grupos de conexões de enrolamentos de transformadores

O grupo de conexões dos enrolamentos do transformador caracteriza a orientação relativa das tensões dos enrolamentos primário e secundário.A mudança na orientação mútua dessas tensões é realizada pela correspondente remarcação do início e fim dos enrolamentos.

As designações padrão para o início e fim dos enrolamentos de alta e baixa tensão são mostradas na fig.

Vamos primeiro considerar o efeito da marcação na fase da tensão secundária em relação ao primário, usando um exemplo transformador monofásico (Fig. 2a).

Figo. 2

Ambas as bobinas estão localizadas na mesma haste e têm a mesma direção de enrolamento. Consideraremos os terminais superiores como o início e os terminais inferiores como as extremidades das bobinas. Então o EMF Ё1 e E2 coincidirão em fase e, consequentemente, a tensão da rede U1 e a tensão na carga U2 coincidirão (Fig. 2 b). Se agora assumirmos a marcação reversa dos terminais no enrolamento secundário (Fig. 2 c), em relação à carga EMF E2 muda a fase em 180 °. Portanto, a fase da tensão U2 muda em 180 °.

Assim, em transformadores monofásicos, são possíveis dois grupos de ligações, correspondendo a ângulos de cisalhamento de 0 e 180°. Na prática, um relógio é usado por conveniência ao definir grupos. A tensão do enrolamento primário U1 é representada pelo ponteiro dos minutos, que é permanentemente ajustado para 12, e o ponteiro das horas ocupa posições diferentes, dependendo do ângulo de deslocamento entre U1 e U2. Um offset de 0° corresponde ao grupo 0, e um offset de 180° ao grupo 6 (Fig. 3).

Figo. 3

Em transformadores trifásicos, podem ser obtidos 12 grupos diferentes de conexões de enrolamento. Vejamos alguns exemplos.

Deixe os enrolamentos do transformador serem conectados de acordo com o esquema Y / Y (Fig. 4).As bobinas localizadas em uma haste serão colocadas uma sob a outra.

Os suportes A e a são conectados para alinhar os diagramas de potencial. Vamos definir a posição dos vetores de tensão do enrolamento primário pelo triângulo ABC. A posição dos vetores de tensão do enrolamento secundário dependerá da marcação dos terminais. Para marcar a fig. 4a, o EMF das fases correspondentes dos enrolamentos primário e secundário coincidem, portanto, as tensões de linha e fase dos enrolamentos primário e secundário serão correspondentes (Fig. 4, b). A cadeia tem um grupo Y/Y — O.

Arroz. 4

Vamos mudar a marcação dos terminais do enrolamento secundário para o oposto (Fig. 5. a). Ao remarcar as extremidades e o início do enrolamento secundário, a fase do EMF muda em 180 °. Portanto, o número do grupo muda para 6. Este esquema tem grupo Y / Y — b.

Arroz. 5

Na fig. 6 mostra um diagrama no qual, em comparação com o diagrama da FIG. 4, é feita uma remarcação circular dos terminais do enrolamento secundário. Nesse caso, as fases do EMF correspondente do enrolamento secundário são deslocadas em 120 ° e, portanto, o número do grupo muda para 4.

Arroz. 6

Arroz. 7

Os diagramas de conexão Y / Y permitem obter números de grupo pares, quando os enrolamentos são conectados de acordo com o esquema "estrela-triângulo", os números de grupo são ímpares. Como exemplo, considere o circuito mostrado na Fig. 7.

Neste circuito, a fem de fase do enrolamento secundário coincide com os lineares, de modo que o triângulo abc é girado 30 ° no sentido anti-horário em relação ao triângulo ABC. Mas como o ângulo entre as tensões de linha dos enrolamentos primário e secundário é contado no sentido horário, o grupo terá o número 11.

Dos doze grupos possíveis de conexões de enrolamentos de transformadores trifásicos, dois são padronizados: «estrela-estrela»-0 e «estrela-triângulo»-11. Eles são, via de regra, usados ​​na prática.

Os esquemas "estrela-estrela com neutro" são usados ​​​​principalmente para transformadores de consumo com tensão de 6 a 10 / 0,4 kV. O ponto zero permite obter uma tensão de 380/220 ou 220/127 V, o que é conveniente para a conexão simultânea de receptores de eletricidade trifásica e monofásica (motores elétricos e lâmpadas incandescentes).

Os esquemas «estrela-triângulo» são usados ​​para transformadores de alta tensão, conectando o enrolamento de 35 kV em estrela e 6 ou 10 kV em delta. Zero estrela é usado em sistemas de alta tensão com neutro aterrado.

Grupos para conectar enrolamentos de transformadores trifásicos: